Пример 7. Расчет бескаркасной стеновой панели

Панель, поперечное сечение которой показано на рис. 9, предназначается для наружного ограждения стен производственного здания в IV районе по скоростному напору ветра.

Панель проектируется как навесная конструкция, опирающаяся по коротким сторонам.

Рис. 9. Поперечное сечение панели

1 –доска (обрамление); 2 –асбестоцементные обшивки; 3 – клеевой шов; 4 –заполнитель (пенопласт)

Исходные данные для расчета панели

Длина панели – 3 м, расчетный пролет панели с учетом [п. 6.17] равен 2,9 м. Здание сооружается на местности типа Аи имеет высоту до 10 м. Панель располагается с наветренной стороны в здании с температурой воздуха t =17 °С и нормальным влажностным режимом помещения. Обшивки 1 панели выполнены из плоского прессованного асбестоцементного листа; предел прочности асбестоцемента при изгибе –23 МПа. Наружная поверхность панели не защищена от увлажнения. Заполнитель панели выполнен из пенопласта марки ПСБ плотностью 40 кг/м³.

Расчет напряжений в элементах панели

Расчет напряжений в элементах панели производим по [п. 4.13].

Определяя с учетом исходных данных нормативные и расчетные значения ветровых нагрузок по СНиП 2.01.07 – 85, получим:

=0,55·1·0,8 = 0,44 кН/м²;

= 0,44·1,4 = 0,61 кН/м².

Определяя в соответствии с [п. 4.13] при =момент инерции сечения панели, получим:

= 1,18·0,008(0,06 + 0,008)²/2 = 21,8·10^-6м⁴.

В результате, определяя максимальные напряжения в элементах панели по формулам [28] – [30], получим:

в обшивках

===±(0,61·1,18·2,92²·0,038/8·21,6·10^-6) =

= ±1,318 МПа;

в заполнителе

=

= 0,61·1,18·2,9/(2·0,06 + 0,008 + 0,008)·1,12 = 0,0137 МПа.

Проверка прочности элементов панели

Проверку прочности элементов панели производим по формулам [1], [2], [7].

Для определения значений расчетных сопротивлении R материала асбестоцементного листа в соответствии с [п. 3.1] исходное значение предела прочности материала, равное 23 МПа, умножаем на коэффициент 0,9, получая в результате величину предела прочности, равную 23 МПа0,9 = 20 МПа, по которой в [табл. 1] находим значениеR.При этом по [п. 3.2] умножаем значениеRдля увлажняемой наружной сжатой обшивки, учитывая отсутствие влагозащитной покраски, на = 0,8. Тогда получим = 30,5·0,8 = 24,4 МПа, = 8,5 МПа.

В соответствии с [табл. 1 прил. 2] принимаем расчетное сопротивление пенопласта сдвигу = 0,04 МПа.

В результате проверки прочности элементов панели получим:

< = 24,4 МПа;< =8,5 МПа; < =0,04 МПа.

Расчет и проверка прогиба панели

Расчет прогиба панели производим по формуле:

Определяя Dпо [п. 4.28], принимаем значение модуля сдвига пенопласта ПСБ = 40 кг/м³по [табл. 1 прил. 1]= 2,2 МПа, значение модуля упругостиЕасбестоцемента – по [табл. 2]:Е =14·10³МПа.

Тогда, по формуле [59] получим:

=14000·21,8·10^-6/2,97 =102,7 кН·м².

Подсчитаем прогиб панели:

f=0,013·0,45·1,18·2,9⁴/102,7 = 0,46·10^-2м.

Предельный прогиб панели, определяемый по [п. 4.24], составляет:

(1/200)l= (1/200)2,9 = 1,45·10^-2м.

Проведя проверку прогиба панели, получим:

0,46·10^-2< 1,45·10^-2.

Пример 8. Расчет стойки из экструзионного швеллера Исходные данные для расчета элемента

Центрально–сжатая стойка является составным элементом подстропильной конструкции холодной чердачной крыши жилого дома (рис. 10). Внутреннее помещение чердака сообщается с наружной атмосферой через слуховые окна.

Рис. 10. Поперечный разрез крыши

1 –асбестоцементные листы; 2 –обрешетка; 3 – стропила; 4 – стойка подстропильной конструкции; 5 – чердачное перекрытие

Стойка выполнена из асбестоцементного экструзионного швеллера N°28 (рис. 11) с площадью поперечного сечения= 57,24·10^-4м²и минимальным моментом инерции сечения= 233,6·10^-8м⁴. Предел прочности экструзионного асбестоцемента при изгибе (ТУ 21–24–82 – 81) не менее 16 МПа. Закрепление концов стойки шарнирное, расстояние между центрами закреплений – 2 м. Расчетная сжимающая нагрузка N = 18 кН. В местах закрепления сечение стойки ослаблено четырьмя отверстиями для болтовd =16 мм. Защита подстропильной конструкции от увлажнения отсутствует.